白蛋白在细胞培养中的应用

• 什么是白蛋白？
• 白蛋白在细胞培养系统中的功能
• 无血清培养基补充剂白蛋白
• 白蛋白有哪些化学性质？
• 白蛋白复合物在细胞培养中的应用

白蛋白在无血清真核细胞培养中的重要性和应用，包括杂交瘤细胞和中国仓鼠卵巢（CHO）细胞培养

什么是白蛋白？ 

白蛋白是一种存在于血浆中的蛋白质，通常用作细胞培养基补充剂。白蛋白可提供对细胞生长很重要的氮和必需氨基酸，并有助于维持细胞培养环境中的渗透压平衡。此外，白蛋白还可作为细胞附着的底物，有助于稳定 pH 值，甚至保护细胞免受压力和损伤。白蛋白通常以不同浓度添加到细胞培养基中——具体取决于细胞类型和培养应用。

白蛋白在细胞培养系统中的功能

许多体外发现的分子在处于非复合形式时是不稳定或具有毁灭性的。白蛋白的一个主要功能是结合、隔离和稳定一些重要的小分子和离子。在体外，白蛋白是一种多功能的抗氧化剂，其总体抗氧化活性是由多种独立的抗氧化活性组合而成。白蛋白可与脂肪酸结合，避免后者氧化。它还与铜结合，防止其参与氧化反应。白蛋白还可与半胱氨酸、谷胱甘肽、胆红素和 5'-磷酸吡哆醛结合，保护小分子免受氧化，是一种牺牲性抗氧化剂。

白蛋白是一种无血清培养基补充剂

白蛋白用于生物生产治疗性单克隆抗体和重组蛋白质。它们是许多无血清 细胞培养系统的重要组分，例如杂交瘤细胞和中国仓鼠卵巢（CHO）细胞的培养系统。但并非所有白蛋白在培养基中都具有相同的效力。白蛋白活性的主要控制因素包括分子相关特异性配体的质量和相对数量。白蛋白相关配体很大程度上取决于来源动物的营养状态和纯化过程。因此，指定细胞培养系统中的白蛋白可能具有不同的有效性并且必须对其进行控制。配体分析也有助于说明为什么来源于人类(HSA)或牛(FBS)血清的天然白蛋白与重组蛋白在细胞培养中具有不同的效力。

白蛋白可掺入细胞支架，为细胞提供必需营养成分和生长因子来源，促进细胞存活和增殖。白蛋白还在组织工程领域具有重要作用，有助于提高组织工程结构的性能，推动用于医学应用的功能性替代组织开发。

白蛋白常用于生物制造。它们用作细胞培养基补充剂，维持生产单克隆抗体、重组蛋白和其他生物制品所用的细胞生长和健康。此外，白蛋白还可以作为药物载体，延长药物体内循环时间、增强药效。

生物制造商可利用这一成分打造更稳定、可控和可靠的细胞培养环境，从而降低动物源血清相关的批次间差异和污染风险。这有助于提高产品质量和一致性，并有助于确保生物制品的安全性和有效性。

总之，白蛋白是生物制造过程中的重要补充剂，可为细胞生长和健康提供必要的支持，有助于开发高质量的生物制品。

下文列出了白蛋白添加剂的一些优势。这些内容有助于说明白蛋白是对细胞培养具有重要价值的少数蛋白之一。 

白蛋白有哪些化学性质

白蛋白是一种高度可溶的、分子量为69 kDa的酸性蛋白质。它能够结合阴离子、阳离子和中性分子。白蛋白对许多分子都具有高亲和力和二级结合位点。与白蛋白一级位点结合的配体通常无反应活性，而与二级位点结合的配体通常有反应活性。

白蛋白复合物在细胞培养中的应用

在功能性水平上，白蛋白与其他分子结合并将这些分子传递给培养细胞。白蛋白支持体外细胞生长的能力很大程度上取决于其携带的营养配体的类型和数量。通过评估特异性白蛋白配体复合物，将对这一点有更好的理解。

脂肪酸结合

亚油酸、亚麻酸和油酸等脂肪酸均不溶于水溶液，所以必须通过载体分子才能传递至细胞。循环白蛋白通常可运载1个或2个游离脂肪酸。脂肪酸的结合还有助于稳定白蛋白。作为细胞培养添加剂，白蛋白的活性部分取决于其结合和传递给细胞的特异性脂肪酸。

金属结合

血清中含有锌和铜，它们对于细胞的健康非常重要，是细胞培养所需的成分。血清中的大部分锌可与白蛋白结合。铜原子可发生单价氧化还原反应并催化自由基生成，从而使铜具有细胞毒性。在体内，细胞外铜离子与白蛋白结合，削弱了铜的潜在毒性。这是因为每个白蛋白分子都具有一个高亲和性铜结合位点，铜与该位点结合后，将不会参与自由基相关的氧化还原反应。白蛋白还可结合其他二价阳离子，如Ca、Mg、Mn、Cd、Co和Ni。

混合二硫化物或白蛋白

人和牛白蛋白的一级序列34位置上含有非成对巯基，该巯基通常与半胱氨酸或谷胱甘肽等其他巯基分子发生共价结合。细胞培养物中的半胱氨酸非常不稳定，易于被氧化成胱氨酸和其他氧化产物。HSA和BSA通过与半胱氨酸和谷胱甘肽结合形成蛋白质混合二硫化物，有助于防止这些分子被氧化并提高其细胞利用度。

吡哆醛结合

吡哆醛及其磷酸盐，即吡哆醛-5’-磷酸盐，可与氨基酸发生非酶促反应并形成希夫（Schiff）碱。在水溶液中，特别是在含铁水溶液中，这些希夫碱不稳定并且可导致氨基酸降解。在体外，白蛋白在接近其N端的位点上与吡哆醛结合，从而防止吡哆醛与氨基酸体外反应并破坏氨基酸。

核黄素和色氨酸

在水溶液中，核黄素可以与色氨酸结合形成复合物。在光照条件下，该复合物分解为毒性产物。白蛋白可与核黄素及其磷酸盐（黄素单磷酸盐）结合并防止它们发生降解。白蛋白具有单个色氨酸结合位点。

在生理学条件下，许多其他分子可以与白蛋白结合。这些分子包括但不限于阴离子、药物和激素。